DE4228775A1 - Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von Erfrischungsgetränken - Google Patents
Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von ErfrischungsgetränkenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Bereiten und Ausgeben von Erfrischungsgetränken, wobei
eines aus einer Mehrzahl von Getränkekonzentraten und ge
kühltes, mit CO2-Gas angereichertes Wasser zum jeweils ge
wünschten Getränk im vorgegebenen Mischungsverhältnis zusam
mengeführt werden und wobei das Wasser mit CO2-Gas in einem
über ein wasserbedarfsabhängig gesteuertes Ventil und eine
Druckpumpe mit Wasser nachfüllbar, gekühlten Vorratsbehälter
aufbereitet wird.
Es ist möglich und bekannt, Erfrischungsgetränke unmittelbar
vor dem Gebrauch auf Wunsch eines Interessenten zu bereiten
und auszugeben, und zwar beispielsweise durch Zumischen ei
nes aus einer Mehrzahl von Getränkekonzentraten ausgewählten
Getränkekonzentrats zu einer sogenannten Grundflüssigkeit,
wie Sodawasser. Dieses Sodawasser wird zweckmäßigerweise
auch an Ort und Stelle aus Wasser und CO2-Gas erstellt, und
zwar in einem gekühlten Vorratsbehälter, einem sogenannten
Karbonisator. Diesem Karbonisator wird normales Wasser in
Trinkqualität entweder aus der Leitung eines Wasserversor
gungssystems oder einem Vorratsbehälter unter ausreichendem
Druck zugeführt, wobei das zugeführte Wasser selbst unter
Druck stehen kann, oder aber durch eine Druckpumpe aus
schließlich oder zusätzlich in den Karbonisator gefördert
wird. Eine Rückschlagventilanordnung verhindert einen Gegen
fluß. Außerdem wird dem Karbonisator CO2-Gas zugeführt, und
zwar aus einem CO2-Gas-Vorratsbehälter über ein Druckminder-
Regelventil, so daß im Karbonisator ein Druck von beispiels
weise ca. 4 Bar aufgebaut ist. Durch verschiedene Maßnahmen
wird die Karbonisierung des Wassers im Karbonisator mit dem
zugeführten CO2-Gas durchgeführt bzw. unterstützt, wobei
sich der Einsatz von im Karbonisator angeordneten Umwälzpum
pen bewährt hat. Diese saugen aus dem mit CO2-Gas gefüllten
Kopfbereich des Karbonisators diese CO2-Gas an und führen
dieses in das in Bewegung, insbesondere in Drehung versetzte
Wasser ein. Die Kühlung des Karbonisators dient zum einen
der Verbesserung der Karbonisierung und zum anderen als Vor
aussetzung, daß das endgültig bereitete und ausgegebene Ge
tränk die gewünscht niedrige und im wesentlichen konstante
Temperatur aufweist. Die Kühlung des Karbonisators erfolgt
zweckmäßigerweise über ein Kühlsystem, das in der Lage ist,
im Bereich der Seitenwandungen des Karbonisators einen Eis
mantel aufzubauen, welcher sich durch das umgewälzte Wasser
sich einigermaßen gleich stark ausbildet. Dadurch kann "Käl
tekapazität" gespeichert werden und das Kühlsystem braucht
nicht extrem leistungsstark ausgelegt werden, wie dies bei
Durchflußkühlung notwendig wäre.
Wird die Ausgabe eines frisch bereiteten Erfrischungsge
tränks gewünscht, so wird in einer an den Bodenbereich des
Karbonisators anschließenden Leitung ein Absperrventil ge
öffnet und das gekühlte, karbonisierte Wasser über ein
Durchflußmengen-Regelventil dosiert einem Mischbereich zuge
führt, dem auch die entsprechend dosierte Menge eines ge
wünschten Getränkekonzentrats zugeführt wird. Um eine Aus
wahlmöglichkeit zwischen mehreren Konzentraten zu eröffnen,
kann das karbonisierte Wasser an die Ausgabestelle für das
einzelne Konzentrat individuell herangeführt oder beispiels
weise über eine sogenannte Mischrinne an allen Ausgabestel
len nacheinander vorbeigeführt werden. Das Zusammenführen
unterschiedlicher Konzentrate an ein und dieselbe Mischstel
le ist etwas problematischer.
Es wäre nunmehr wünschenswert, neben Erfrischungsgetränken
mit CO2-Gehalt auch Erfrischungsgetränke ohne CO2-Gehalt be
reiten und ausgeben zu können. Damit das Erfrischungsgetränk
auch tatsächlich erfrischt und auch schmackhaft ist, sollte
dieses auch mit entsprechender Temperatur zur Verfügung ste
hen. Als Voraussetzung dafür könnte neben dem gekühlten Kar
bonisator ein gleichartiger Vorratsbehälter zur Verfügung
gestellt werden, welcher sich vom Karbonisator nur dadurch
unterscheidet, daß ihm kein CO2-Gas zugeführt wird. Um an
sonsten die Anforderungen an den Karbonisator zu erfüllen,
ist ein gleichartiges Kühlsystem und eine gleichartige Um
wälzpumpe notwendig, zumindest aber sehr wünschenswert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung zum Bereitstellen und Ausgeben von CO2-haltigen
Erfrischungsgetränken bezüglich ihres Anwendungsbereichs zu
erweitern und zwar um die Möglichkeit. CO2-freie Erfri
schungsgetränke bereiten und ausgeben zu können.
Eine Vorrichtung, die diesen Anforderungen entspricht, ist
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Druckpumpe
zur Befüllung des Vorratsbehälters ein Abzweigsystem nachge
ordnet ist, über welches wahlweise alternierend Wasser über
den Vorratsbehälter, in welchem das Wasser mit CO2-Gas ange
reichert wird, oder über eine durch einen Wärmetauscher ge
führten Bypass in den Bereich nahe dem Mischbereich mit dem
Getränkekonzentrat geführt wird, und daß der Wärmetauscher
primärseitig mit dem Vorratsbehälter und/oder dessen Inhalt
gut wärmeleitend gekoppelt ist.
Durch eine Vorrichtung mit diesen erfindungsgemäßen Maßnah
men ist ein sogenannter Getränkeautomat für Postmixgetränke
in seiner Nutzbarkeit dahingehend erweiterbar, daß bei annä
hernd gleichartiger, kompakter Bauweise und ohne besondere
Bevorratung von Grundflüssigkeit sowohl, die Möglichkeit
wie bisher erhalten bleibt, CO2-haltige Erfrischungsgetränke
auszugeben, als auch eine neue Möglichkeit eröffnet wird,
CO2-freie Erfrischungsgetränke zu bereiten.
Wird ein CO2-haltiges Erfrischungsgetränk gewünscht, so er
folgt die Ausgabe des karbonisierten Wassers entsprechend
gekühlt aus dem Karbonisator. Durch die Kühlung des Karboni
sators in bekannter Weise ist sichergestellt, daß eine aus
reichende Menge von Getränkeportionen die gewünschte, herab
gesetzte Trinktemperatur aufweist. Wird ein CO2-freies Er
frischungsgetränk gewünscht, so wird das dafür benötigte
Wasser durch die über den Wärmetauscher geführte Bypasslei
tung zur Ausgabe stelle im Mischbereich mit dem Getränkekon
zentrat geführt. Die Kühlleistung des Wärmetauschers wird in
diesem Fall vom Vorratsbehälter und dessen Inhalt abgelei
tet, so daß die dort herrschende Temperatur als auch die
dort zur Verfügung gestellte Kältekapazität voll wirksam ge
nutzt werden kann, ohne daß es prinzipiell zusätzlicher, in
dividueller Kühlmaßnahmen oder Regelmaßnahmen bedarf.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemä
ße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher
primärseitig über eine Förderpumpe mit dem CO2-haltigen ge
kühlten Wasser aus dem Vorratsbehälter gespeist wird. Dieses
Wasser kann von der Ausgabeleitung des Vorratsbehälters ab
geleitet und über die Zuführungsleitung zum Karbonisator in
diesen wieder zurückgespeist werden. Da es selbstverständ
lich ist, daß der Wärmetauscher als auch die Leitungen von
und zum Vorratsbehälter wärmeisoliert eingebettet sind, sind
keine wesentlichen Kälteverluste zu befürchten. Vielmehr er
weitern der Wärmetauscher als auch die Verbindungsleitungen
die Menge des gekühlt zur Verfügung stehenden karbonisierten
Wassers. Da CO2-haltiges Wasser ein etwas niedrigeren Ge
frierpunkt hat als normales Wasser, andererseits aber Tempe
raturgefälle in Erscheinung treten, wird auch das nichtkar
bonisierte Wasser, das in der Bypassleitung den Wärmetauscher
verläßt, nahe dem Gefrierpunkt, aber gesichert darüber, ge
kühlt sein.
Wärmetauscher für flüssige Medien gehören zum bekannten
Stand der Technik. In diesem Zusammenhang ist es auch als
bevorzugte Maßnahme zweckmäßig, daß die aneinander angren
zenden, thermisch miteinander gut leitend verbundenen Kam
mern des Wärmetauschers gegensinnig durchströmt sind.
Es bieten sich die Möglichkeiten an, daß die Leitungen für
das in den Vorratsbehälter zurückgeführte CO2-Wasser inner
halb des im Vorratsbehälter bevorrateten CO2-Wassers mündet
oder aber daß diese Leitung oberhalb des Wasserspiegels en
det, so daß das aus dem Wärmetauscher zurückgeführte
CO2-Wasser in den CO2-gefüllten Kopfbereich des Vorratsbe
hälters eingesprüht wird. Ein Einleiten des zurückgeführten
CO2-Wassers in den CO2-gefüllten Kopfbereich des Vorratsbe
hälters hat die Wirkung, daß beim Einsprühvorgang die Karbo
nisierung des Wassers gefördert werden kann.
Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausfüh
rungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher
beschrieben.
Die Figur zeigt einen stark schematisierten Aufbau eines
entsprechenden Getränkebereiters.
Wie die Figur zeigt, sind oberhalb der Mischrinne 1 drei
Konzentratsbehälter 2 mit je einem zugeordneten Ausgabeven
tilsystem 3 angeordnet. Sobald eines dieser drei Ventilsy
steme 3 durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung ange
steuert wird, befördert dieses angesteuerte Ventilsystem 3
ein entsprechendes Getränkekonzentrat aus dem zugeordneten
Vorratsbehälter 2 in die Mischrinne 1.
Soll ein CO2-haltiges Erfrischungsgetränk erstellt werden,
so wird zeitgleich bzw. zeitüberdeckend ein Absperrventil 4
geöffnet, so daß aus einem Vorratsbehälter 5 karbonisiertes
Wasser, welches dort aufbereitet und gekühlt wird, durch ei
nen Durchflußmengenregler 6 in die Mischrinne 1 unter Druck
geleitet wird. In diese Mischrinne 1 treffen das ausgegebe
ne Getränkekonzentrat und das zugeführte karbonisierte Was
ser zusammen und gelangen gemeinsam und indem sie sich ver
mischen, in ein Glas oder Becher 7, mit welchem das somit
gebildete Erfrischungsgetränk entnommen werden kann. Der
Vorratsbehälter 5 dient als sogenannter Karbonisator. In ihn
wird Wasser über eine Zuführungsleitung 8 und CO2-Gas über
eine Zuführungsleitung 9 jeweils unter Druck von oben zuge
führt. Der Wasserdruck wird erzeugt durch eine Druckförder
pumpe 10, welche das Wasser im vorliegenden Fall aus einem
Wasservorratstank 11, wenn Wasser-Nachfüllbedarf im Vorrats
tank 5 herrscht, ansaugt und über ein dann geöffnetes Ab
sperrventil 12 in den Vorratstank 5 einsprüht. Der erforder
liche Wasserstand innerhalb des Vorratsbehälters 5 wird
durch einen Wasserstandssensor 13 erfaßt und für die An
steuerung der Druckförderpumpe 10 und des Absperrventils 12
steuertechnisch ausgewertet. Die CO2-Gaszufuhr regelt sich
selbsttätig durch ein der Zuführungsleitung 9 vorgeschalte
tes, nicht dargestelltes Druckminder-/Druckregelventil, so
dar im Vorratsbehälter 5 beispielsweise ein Druck von 4 Bar
aufgebaut ist. Dieser Druck wird auch dafür herangezogen,
dar das karbonisierte Wasser aus dem Vorratsbehälter über
das bedarfsweise geöffnete Absperrventil 4 und durch den
Durchflußmengenregler 6 in die Mischrinne 1 gefördert wird.
Im Kopfbereich des Vorratsbehälters 5, oberhalb des darin
bevorrateten Wassers, ist ein CO2-Gaspolster ausgebildet.
Über eine Umwälzpumpe 14 wird aus diesem Gaspolster CO2-Gas
angesaugt und in das bevorratete Wasser im Bereich der Pumpe
14, die durch einen Elektromotor 15 angetrieben wird, einge
mischt. Dabei wird auch das Wasser umgewälzt und innerhalb
des Vorratsbehälters in Drehung um eine vertikal verlaufende
Achse um das Ansaugrohr 16 für das CO2-Gas gesetzt.
Das bevorratete, karbonisierte Wasser innerhalb des Vorrats
behälters 5 wird gekühlt, und zwar über außen am Vorratsbe
hälter 5 angeordnete Kühlschlangen 17 eines nicht darge
stellten Kühlsystems. Dabei bildet sich innerhalb des Vor
ratsbehälters an dessen Seitenwandungen im Bereich dieser
Kühlschlangen 17 auch ein Eismantel 18 aus, dessen Stärke
von einem Eissensor 19 erfaßt und für die Ansteuerung des
Kühlsystems ausgewertet wird.
Das karbonisierte Wasser innerhalb des Vorratsbehälters 5
ist somit auf eine Temperatur nahe dem Gefrierpunkt gekühlt,
wobei die etwas wärmeren Zonen wegen der besonderen physika
lischen Eigenart des Wassers nahe des Gefrierpunkts im Bo
denbereich des Vorratsbehälters 5 nahe der Ausgabeöffnung,
die durch das Gehäuse des Elektromotors 15 hindurchgeführt
ist, liegen. Eine Vereisungsgefahr in diesem Bereich ist al
so nicht gegeben. Der Eismantel 18 stellt auch Kältekapazi
tät für den Vorratsbehälter 5 dar, so daß kurzzeitig mehrere
Portionen von Getränken ausreichend gekühlt ausgegeben wer
den können, ohne daß das Kühlsystem die ansonsten dafür er
forderliche hohe Kühlleistung aufbringen müßte.
Soll nunmehr anstelle eines CO2-haltigen Erfrischungsge
tränks ein CO2-freies Erfrischungsgetränk ausgegeben werden,
so wird das entsprechende Ventilsystem 3 zur Zugabe des da
für geeigneten Getränkekonzentrats angesteuert. In diesem
Falle bleibt aber das Absperrventil 4 geschlossen, und an
stelle dessen wird ein Absperrventil 20 geöffnet. Da der
Wasserdruck aus dem Vorratsbehälter 5 fehlt, ist es erfor
derlich, daß zeitgleich mit dem Öffnen des Absperrventils 20
die Druckwasser-Förderpumpe 10 in Gang gesetzt ist. Da in
diesem Fall das Absperrventil 12 geschlossen ist, wird das
Wasser in einer Abzweigstelle 21 abgezweigt und durch das in
diesem Fall geöffnete Absperrventil 20 und einen Durchfluß
mengenregler 22 in die Mischrinne geleitet, wo es mit dem
ausgewählten Getränkekonzentrat zusammentrifft und unter Mi
schung in den Getränkebecher 7 gelangt.
Von der Abzweigestelle 21 zum Absperrventil 20 wird das zu
geführte Wasser durch eine sekundärseitige Leitung 23 eines
Wärmetauschers 24 zur Ausgabestelle geführt. Diese Maßnahme
dient dazu, um das nichtkarbonisierte, für die Bereitstel
lung eines Getränks benötigte Wasser ausreichend zu kühlen,
ohne dafür ein eigenes Kühlsystem bereitstellen zu müssen.
In der primärseitigen Leitung 25 wird der Wärmetauscher 24
über eine Förderpumpe 26 mit karbonisiertem Wasser aus dem
Vorratsbehälter 5 beaufschlagt. Ah der Ausgangsleitung des
Vorratsbehälters ist dazu eine Abzweigung 27 vorgesehen. Zu
rückgespeist wird das karbonisierte Wasser in die Zufüh
rungsleitung 8 an einer Einkoppelstelle 28, so daß das kar
bonisierte Wasser in der gleichen Art wie zugeführtes
Frischwasser wieder in den Vorratsbehälter 5 gelangt. Rück
schlagventile 29 verhindern ein Zurückströmen von karboni
siertem Wasser in die Wasserversorgungsleitung.
Die Verwendung des Wärmetauschers 24 dient dazu, das nicht
karbonisierte, für die Bereitung eines Getränks benötigte
Wasser ausreichend zu kühlen. Auch die Kältekapazität des
Eismantels wird auf diese Art und Weise mit genutzt. Der Um
lauf des karbonisierten Wassers aus dem Vorratsbehälter 5
durch den Wärmetauscher 24 und wieder zurück in den Vorrats
behälter 5 hat auch den Vorteil, daß insbesondere die Aus
flußöffnung aus dem Vorratsbehälter 5 nicht der Gefahr einer
Vereisung unterliegt. Zudem wird über den Wärmetauscher die
zur Verfügung stehende, gekühlte Wassermenge des Vorratsbe
hälters erweitert.
Da an sich die Ausgabeleistung des Geräts nicht durch die
zusätzliche Möglichkeit erweitert werden soll, kann anson
sten die ursprünglich für nur karbonisierte Getränke in An
satz gebrachte Kälteleistung ohne Qualitätsverluste beibe
halten werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Bereiten und Ausgeben von Erfrischungsge
tränken, wobei eines aus einer Mehrzahl von Getränkekon
zentraten und gekühltes, mit CO2-Gas angereichertes Was
ser zum jeweils gewünschten Getränk im vorgegebenen Mi
schungsverhältnis zusammengeführt werden und wobei das
Wasser mit CO2-Gas in einem über ein wasserbedarfsabhän
gig gesteuertes Ventil und eine Druckpumpe mit Wasser
nachfüllbarem, gekühlten Vorratsbehälter aufbereitet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druckpumpe (10) zur Befüllung des Vorratsbehälters
(5) ein Abzweigsystem (8, 8′) nachgeordnet ist, über wel
ches wahlweise alternierend Wasser über den Vorratsbehäl
ter (5), in welchem das Wasser mit CO2-Gas angereichert
wird, oder über eine durch einen Wärmetauscher geführte
Bypassleitung in den Bereich nahe dem Mischbereich mit dem
Getränkekonzentrat geführt wird, und daß der Wärmetau
scher primärseitig mit dem Vorratsbehälter und/oder dessen
Inhalt gut wärmeleitend gekoppelt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmetauscher primärseitig über eine Förderpumpe mit
dem CO2-haltigen, gekühlten Wasser aus dem Vorratsbehäl
ter gespeist wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die aneinander angrenzenden, thermisch miteinan
der gut leitend verbundenen Kammern des Wärmetauschers
gegensinnig durchströmt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Leitung für das in den Vorratsbe
hälter zurückgeführte CO2-Wasser innerhalb des im Vor
ratsbehälter bevorrateten CO2-Wasser mündet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das in den Vorratsbehälter aus dem Wär
metauscher zurückgeführte CO2-Wasser in den CO2-gefüllten
Kopfbereich des Vorratsbehälters eingesprüht wird.
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